Elektronegativitás – definíció, Pauling-skála és periódusos trend

Elektronegativitás: definíció, Pauling-skála és periódusos trend áttekintése — számítások, értékek (H=2,20) és gyakorlati példák a kémiai kötésekről.

Szerző: Leandro Alegsa

22-01-2026 22:19

Az elektronegativitás (χ) egy kémiai tulajdonság, amely azt fejezi ki, hogy egy atom mennyire képes elektronokat vonzani magához. Egy atom elektronegativitását befolyásolja az atom atomi rendszáma és az atom valenciaelektronjai (a kémiai kötésben részt vevő legkülső elektronok) és az atommag közötti távolság. Először Linus Pauling elmélkedett róla 1932-ben a valencia kötés elméletének részeként, és más kémiai tulajdonságokkal is összefügg. Általában az elektronegativitás a periódusos rendszer bal alsó sarkától a jobb felső sarkáig növekszik; ezt nevezik periódusos trendnek.

Egy atom elektronegativitását többféleképpen is ki lehet számítani. A legelterjedtebb számítási mód a Linus Pauling által javasolt, és ez adja a relatív Pauling-skálát. Ez a skála 0,7 és 3,98 közötti dimenziótlan mennyiségeket (értékeket) ad meg az elemeknek, a hidrogén értéke 2,20.

Az elektronegativitás ellentéte az elektro-pozitivitás; annak mérőszáma, hogy egy atom milyen jól adja le az elektronokat.

Mérések és skálák

Az elektronegativitás nem közvetlenül mérhető fizikai mennyiség, hanem különböző elméleti és empirikus módszerekkel rendelnek hozzá számszerű értékeket. A legfontosabb skálák:

Pauling-skála: Linus Pauling a különböző kötéstípusok kötési energiáinak összehasonlításából vezette le az elektronegativitás-különbségekre vonatkozó összefüggést. Gyakran használják a vegyületek kötéskarakterének becslésére. Pauling módszerének egyszerűsített kifejezése: (χA − χB)^2 ≈ D(AB) − (D(AA) + D(BB))/2, ahol D(...) a megfelelő kötés disszociációs energiája. (Ez a kapcsolat empirikus természetű és az energiák megfelelő egységeit feltételezi.)
Mulliken-skála: Mulliken az atom ionizációs energiája és elektronaffinitása átlagából definiálta az elektronegativitást, ezért ez a skála az energetikai tulajdonságokból számol.
Allred–Rochow-skála: az atom hatékony magtöltése és a sugár alapján határozza meg az elektronokat vonzó elektrosztatikus erőt.

Periódusos trendek — miért változik az elektronegativitás?

Ugrás jobbra egy periódusban: az elektronegativitás általában növekszik, mert nő a mag töltése, miközben az atomsugár nem növekszik jelentősen, így a mag erősebben vonzza a kötésben lévő elektronokat.
Ugrás lefelé egy csoportban: az elektronegativitás általában csökken, mert nő a távolság a kötésben lévő elektronok és az atommag között, és erősebb a belső elektronok árnyékoló hatása.
Kivételt okozhatnak a belső elektronkonfigurációk, a d‑ és f‑elektronok árnyékolása, valamint különböző oxidációs állapotok — különösen az átmenetifémeknél.

Alkalmazások és kémiai következmények

Kötéstípus és polaritás: az elektronegativitás-különbség alapján becsülhető, hogy egy kötés inkább kovalens vagy ionos jellegű. Nagy különbség → nagyobb ionos jelleg; kis különbség → apoláris vagy kis polaritású kovalens kötés.
Ionos karakter becslése (Pauling-féle becslés): az ionos karakter közelítése: f_ion ≈ 1 − exp[−0,25·(Δχ)^2], ahol Δχ = χA − χB; ezt százalékos formában is szokták megadni.
Dipólusmomentum és polaritás: az erősen különböző elektronegativitású atomok közötti kötés jellemzően nagy dipólusmomentummal rendelkezik, ami befolyásolja a molekula fizikai tulajdonságait (forráspont, oldhatóság stb.).
Reaktivitás és sav‑bázis viselkedés: az elektronegativitás segít megérteni, mely atomok vonzzák jobban az elektronokat reakciók során; például a savas oxigénatomok elektronegativitása és elektronvonzó hatása befolyásolja bizonyos savak erősségét.
Redoxfolyamatok: általános összefüggés van az elektronegativitás és az oxidációs hajlam között: az alacsony elektronegativitású fémek könnyebben adják le elektronjaikat (erősebb redukálószerek).

Korlátok és fontos megjegyzések

Az elektronegativitás relatív, skálafüggő és gyakran az adott kémiai környezet (oxidációs állapot, kötési környezet, molekuláris geometriák) függvénye.
Az átmenetifémeknél és a ritkaföldfémeknél az elektronegativitás értékei kevésbé egyértelműek, mert a d‑ és f‑elektronok árnyékoló hatása és a többféle oxidációs állapot erősen befolyásolja a vonzó képességet.
Gyakorlati számításoknál különböző skálák adhatnak kissé eltérő numerikus értékeket; fontos tudni, melyik skálát használjuk a becslések és összehasonlítások során.

Összefoglalva: az elektronegativitás egy hasznos, dimenziómentes fogalom, amely megmutatja, milyen mértékben vonzza egy atom a kötésben lévő elektronokat. A Pauling‑skála a legismertebb rendszerezés, de más definíciók (Mulliken, Allred–Rochow) is fontos szerepet játszanak a kémiai elemzésekben. Az értékek és trendek ismerete segít megérteni a kötéskaraktert, a molekulák polaritását és sokféle kémiai reakció viselkedését.

Az elektronegativitás kiszámításának módjai

Pauling elektronegativitás

Pauling 1932-ben vetette fel az elektronegativitás gondolatát, hogy megmagyarázza, miért erősebb egy két különböző atom (A-B) közötti kovalens kötés erőssége, mint az A-A és B-B kovalens kötések erősségének átlaga. Valenciakötés-elmélete szerint ezt az erősebb kötést a különböző atomok között a kötés ionos hatása okozza.

Az A és a B atom elektronegativitása közötti különbség a következő

χ A - χ B = ( e V ) - 1 / 2 E d ( A B ) - [ E d ( A A ) + E d ( B B ) ] / 2 {\displaystyle \chi _{\rm {A}}-\chi _{\rm {B}}=({\rm {eV}})^{-1/2}{\sqrt {E_{\rm {d}}({\rm {AB}})-[E_{\rm {d}}({\rm {AA}})+E_{\rm {d}}({\rm {BB}})]/2}}}}} $\chi _{\rm {A}}-\chi _{\rm {B}}=({\rm {eV}})^{-1/2}{\sqrt {E_{\rm {d}}({\rm {AB}})-[E_{\rm {d}}({\rm {AA}})+E_{\rm {d}}({\rm {BB}})]/2}}$

ahol az A-B, A-A és B-B kötések disszociációs energiáit (azaz az atomok közötti kötés felbontásához szükséges energiát), _Ed, elektronvoltban adjuk meg, és a (eV)^-½ tényezőt adjuk hozzá, hogy a végső válasz ne legyen egységnyi. A fenti képlettel kiszámíthatjuk, hogy a hidrogén és a bróm közötti elektronegativitás különbség 0,73. (disszociációs energiák: H-Br, 3,79 eV; H-H, 4,52 eV; Br-Br, 2,00 eV)

A fenti egyenlet csak a két elem közötti elektronegativitásbeli különbséget számítja ki. Ahhoz, hogy az egyenletből skálát készítsünk, ki kell választani egy referenciapontot. A hidrogént azért választottuk referenciapontnak, mert sok elemmel kovalens kötést létesít. A hidrogén elektronegativitását először 2,1-ben határozták meg, de később 2,20-ra módosították. Az elektronegativitási skála elkészítéséhez azt is tudni kell, hogy melyik elem elektronegatívabb, mint a referenciapont, azaz a hidrogén. Ezt gyakran az úgynevezett "kémiai intuícióval" teszik: a fenti példában a hidrogén-bromid (H-Br) vízben oldódva H+ kationra és Br- anionra bomlik. Feltételezhető tehát, hogy a bróm elektronegatívabb, mint a hidrogén.

Egy elem Pauling-elektronegativitásának kiszámításához az elem által létrehozott legalább kétféle kovalens kötés disszociációs energiájára vonatkozó adatokra van szükség. A. L. Allred 1961-ben továbbfejlesztette Pauling eredeti adatait, hogy azokba a termodinamikai adatokat is beépítse, amelyek ma már sokkal inkább rendelkezésre állnak. Ezeket a "felülvizsgált Pauling" elektronegativitási értékeket gyakrabban használják.

Elektropozitivitás

Az elektro-pozitivitás egy elem azon képességét méri, hogy képes-e elektronokat leadni és pozitív ionokat képezni.

Ez főként a fémek tulajdonsága. Az alkálifémek külső héjában egyetlen elektron van, és ez könnyen elveszik. Ezeknek a fémeknek alacsony az ionizációs energiájuk.

Kérdések és válaszok

K: Mi az elektronegativitás?

V: Az elektronegativitás egy kémiai tulajdonság, amely azt méri, hogy egy atom mennyire képes elektronokat vonzani magához.

K: Mi befolyásolja egy atom elektronegativitását?

V: Az atom elektronegativitását az atom atomi száma és a valenciaelektronok és az atommag közötti távolság befolyásolja.

K: Ki fogalmazta meg először az elektronegativitás fogalmát?

V: Az elektronegativitás fogalmát először Linus Pauling fejtette ki 1932-ben, a valencia kötés elméletének részeként.

K: Mi az elektronegativitás periodikus tendenciája?

V: Az elektronegativitás periodikus tendenciája az, hogy általában a periódusos rendszer bal alsó sarkától a jobb felső sarkáig növekszik.

K: Hogyan számítják ki az elektronegativitást?

V: Egy atom elektronegativitásának kiszámítására számos módszer létezik, de a legelterjedtebb a Linus Pauling által javasolt módszer, amely a relatív Pauling-skálát adja meg.

K: Milyen értéktartományba esik a relatív Pauling-skála?

V: A relatív Pauling-skála 0,7 és 3,98 közötti dimenziótlan mennyiségeket (értékeket) ad meg az elemeknek, a hidrogén értéke 2,20.

K: Mi az elektronegativitás ellentéte?

V: Az elektronegativitás ellentéte az elektro-pozitivitás, amely azt méri, hogy egy atom mennyire adja le az elektronokat.

Keres